Литво по виплавлюваних моделях

Сутність способу литво по виплавлюваних моделях полягає в тому, що модель виготовляють з такого матеріалу, який без руйнування форми можна виплавити, випалити або розчинити й одержати нероз'ємну форму, що забезпечує високу геометричну точність оливок (Мал. 28).

У техпроцес виготовлення відливок по виплавлюваних моделях входить:

• готування модельного складу (воскоподібну масу) виготовлення з нього виплавлюваних моделей для відливок і елементів ливникової системи (на прес-формах);

• зборка моделей у блоки;

• готування матеріалів для керамічних оболонок (рідкої суміші суспензії, яка складається з пилоподібного вогнетривкого матеріалу, наприклад пилоподібного кварцу, корунду і сполучного –колоїдного розчину двоокису кремнію);

• нанесення оболонок на моделі (рідка суміш – суспензія наноситься шляхом занурення моделі, отриманий шар обсипають зернистим вогнетривким матеріалом);

• сушіння оболонок;

• наносять новий шар вогнетривкої суспензії і знову обсипають вогнетривом (одержую 4-6-ти шарову оболонку)

• видалення модельних складів з оболонок (виплавленням або розчиненям у гарячій воді);

• отриману оболонку формують у сухому кварцовому піску;

• оболонку прокалюють у печах при 900-1000ºС;

• заливання форм металом;

• після охолодження відливок видаляють оболонку (вилужують у важкодоступних місцях);

• відивку промивають у підігрітій воді і сушать;

• відивку піддають термічній обробці і контролюють.

Застосовується: для сталі і жароміцних сплавів з товщиною стінок до 0,5мм.

Переваги:

• можливість виготовлення деталей зі сплавів які не піддаються механічній обробці;

• одержання відливок складної конфігурації.

Недоліки:

• низький вихід придатного;

• тривалість процесу;

• необхідність у великій кількості матеріалу;

• необхідність у великих площах для невеликої кількості литва.

5.2. Литво в кокіль

Кокіль (Мал.29) – металева форма заповнювана металом під тиском гравітаційних сил.

Литво в кокіль є прогресивним способом одержання фасонних відливок різноманітної конфігурації і розмірів, який забезпечує високу якість і економічний ефект в умовах крупносерійного виробництва. Спосіб застосовують для одержання відливок з різних сплавів, але особливо широко для виробництва відливок з кольорових сплавів, головним чином з алюмінієвих. Тому, що швидке охолодження відливки в кокілі приводить до здрібнювання структури металу і, отже, до поліпшення механічних властивостей.

Кокілі досить довговічні при виробництві відливок з легкоплавких сплавів. Наприклад, для алюмінієвих відливок температура заливання металу не перевищує 850°С, стійкість форми досягає 50000 відливок і більш.

У порівнянні з литвом у піщані форми литво в кокілі має переваги:

• збільшується знімання відливок з 1м² виробничої площі в 2-4 рази;

• підвищується продуктивність праці в 3-4 рази;

• зменшується обсяг обробки різанням унаслідок зменшенням припусків на обробку;

• збільшується вихід придатного;

• скорочується витрата стержневих сумішей і виключаються формувальні суміші;

• зменшується брак і поліпшується зовнішній вигляд відливок;

• підвищується точність відливок і значення механічних властивостей литого металу;

• скорочується цикл виготовлення відливок.

Унаслідок викладеного на 10-15% знижується собівартість відливок (в умовах крупносерійного виробництва).

Кокілі мають і недоліки:

• відсутність піддатливості і газопроникності;

• швидке охолодження розплаву при заливанні, при цьому він утрачає рідкотекучість і погано заповнює форму;

• висока вартість, унаслідок великої трудомісткості при виготовленні, особливо при складній конфігурації;

• низька стійкість при литві чавунних і сталевих відливок унаслідок високої температури заливки розплаву;

• утворення поверхневого відбілу на чавунних відливких, звідси необхідність додаткової операції – відпалу.

Головна особливість кокілів – велика швидкість охолодження, а отже, і кристалізації залитого розплаву, обумовлена високим коефіцієнтом теплопровідності матеріалу форми, що впливає на структуру і властивості відливок. Однак швидкість охолодження у визначених межах можна регулювати нанесенням на робочу поверхню форми спеціальних покрить, які мають визначену теплопровідність, а також зміною температури форми. Кокілі застосовують в основному для виготовлення дрібних і середніх відливок. Конфігурація відливки повинна забезпечити вільне видалення її з форми. Зовнішні поверхні відливки, утворені формою, і внутрішні поверхні, утворені металевими стержнями, повинні мати ливарні ухили в напрямку вилучення відливки з форми і стержнів з відливки.

Конструкція і виготовлення кокілів. Конструкція кокілю обумовлюється конфігурацією відливки, розташуванням її у формі й умовами даного виробництва. До основних елементів конструкції кокілю відносяться матриці (частина самої форми), стержні і механізми, які приводять їх у рух.

Поверхня рознімання для кокілю вибирають так само, як і для разової (піщаної) форми, але при цьому варто пам'ятати, що кокіль зовсім газонепроникний. Тому ливникову систему варто виконувати таким чином, щоб розплав заповнював форму, витісняючи з неї повітря. Масивні частини відливки, які вимагають додаткового живлення, необхідно розташовувати вгорі, для того щоб їх можна було забезпечити живленням від додатку. Циліндричні відливки найчастіше розташовуються в кокілі вертикально, плоскі відивки варто поміщати на ребро, а відливки коритоподібного перетину - опуклою поверхнею догори.

Рознімання кокілю може бути вертикальний, горизонтальний, складний.

Кокіль може бути виготовлений для деталі (одногніздний) чи для декількох деталей (багатогніздний). Матриці можуть бути цільними чи складатися з декількох частин (у складних кокілях). Стрижні в багатьох випадках також роблять металевими. Тільки дуже складні стрижні у відливких, де не можна виконати конус на стрижні і де потрібна велика піддатливість, роблять піщаними. Металеві стрижні забезпечують одержання чистої поверхні і точних розмірів. Складні металеві стрижні для зручності витягу їх з відливки звичайно роблять складеними.

Відразу після заливання форми розплавом внутрішню частину небагато піднімають, що уможливлює більш вільну усадку відливки. Потім цю частину стрижня виймають зовсім і по черзі видаляють бічні частини, посуваючи їх до центра.

Конструкція кокілю повинна бути простій і разом з тим міцної і жорстк. Переходи від товстих стінок до тонкого повинні бути плавними. Ребра жорсткості варто виконувати не занадто високими і тонкими. Товщину ребра приймають 0,7-0,75 товщини стінки форми.

5.3. Литво під тиском

Литво під тиском високо продуктивний спосіб одержання відливок з високою точністю поверхні. Сутність способу полягає в тім, що в металеву рознімну форму, установлену на машині, з високою швидкістю під тиском подається розплавлений метал. У формі метав кристалізується і затверділа виливок виштовхується з її.

Литвом під тиском виготовляють в основному виливки відомих сплавів.

Переваги:

• висока продуктивність;

• можливість одержання складних тонкостінних відливок;

• можливість одержання відливок з мінімальною обробкою різанням;

• можливість одержання відливок з чистою і гладкою поверхнею;

• можливість одержання відливок із дрібнозернистою структурою;

• можливість одержання відливок з високими механічними властивостями.

Недоліки:

• висока вартість прес-форм;

• складність і тривалість виготовлення прес-форм;

• труднощі виконання відливок зі складними порожнинами.